Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Moderne DNA-basierte Methoden sind ein wichtiges Instrument im Kampf gegen den illegalen Holzhandel, von dem auch in den gem\u00e4\u00dfigten Breiten diverse Baumarten stark betroffen sind. Dazu z\u00e4hlt insbesondere das sehr wertvolle Holzsortiment der Wei\u00dfeiche (Sektion Quercus). Die neue Gesetzeslage mit dem Inkrafttreten der EU-Holzhandelsverordnung im M\u00e4rz 2013 und der hohe Marktanteil der Wei\u00dfeichen sind Gr\u00fcnde f\u00fcr eine st\u00e4ndig steigende Nachfrage an eindeutigen Art- und Herkunftsnachweisen. Dieser Problematik soll in diesem Projekt mit der Entwicklung von molekularen Markern zur Identifizierung sowohl der Eichenarten als auch der geographischen Herkunft innerhalb einzelner Eichenarten begegnet werden. Insgesamt sollen folgende Ziele verfolgt werden:
\n(i) Entwicklung von Genmarkern zur Unterscheidung von Wei\u00dfeichen-Arten und \u0096herk\u00fcnften, (ii) Aufbau von genetischen Referenzdaten zur Herkunftskontrolle ausgew\u00e4hlter Wei\u00dfeichen-Arten, (iii) Technologie-Transfer, Gentests als Audits zur Absicherung von Handelsketten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs wurden sowohl Genmarker entwickelt, mit denen die Artzugeh\u00f6rigkeit von Holz innerhalb der Sektion Quercus ermittelt werden kann als auch Genmarker, die erste Hinweise zur Herkunft des Holzes liefern (Ostasien, Amerika oder Europa sowie Herkunftsidentifizierung innerhalb der Kontinente). Die Entwicklung der Marker basiert auf der Illumina MiSeq \u0084Next Generation Sequencing\u0093-Methode. Es wurden zwei Pools mit je 20 Individuen aus Q. robur bzw. Q. mongolica, ein Pool von f\u00fcnf Q. petraea Individuen sowie ein Referenzindividuum von Q. mongolica mit dieser Methode sequenziert. Eine fast vollst\u00e4ndig zusammengesetzte Chloroplastensequenz des Referenzindividuums wurde als Referenz zur Anordnung (Map-ping) der gewonnenen Sequenzen aus den Q. robur- bzw. Q. mongolica-Pools genutzt, um DNA Variationen (SNPs und InDels) in den jeweiligen Pools zu identifizieren. Des Weiteren wurden bereits SNPs und InDels im Mitochondriengenom identifiziert. Zus\u00e4tzlich wurden Daten aus einer RAD-Sequenzierung von zwei verschiedenen Q. robur Individuen f\u00fcr die Identifizierung von ersten Kern-Variationen genutzt. Weitere Kernvariationen, die aus parallelen Mappings der Q. petraea- und der Q. robur-Pooldaten auf Kern-Referenzsequenzen gewonnen wurden, werden derzeit validiert. Eine gro\u00dfe Anzahl an neu entwickelten Markern wurde \u00fcber einen MassArray-Ansatz analysiert. Zuordnungen zu Arten oder Herk\u00fcnften wurden statistisch abgesichert durch sog. \u0084Self-Assignment-Tests\u0093.
\nZum Aufbau von genetischen Referenzdaten zur Herkunftskontrolle von ausgew\u00e4hlten Wei\u00dfeichen-Arten wurden Referenzproben aus dem Verbreitungsgebiet der Stieleiche in Europa, der Mongolischen Eiche im Osten Russlands sowie der US-amerikanischen Eichenarten mit den entwickelten Markersets analysiert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es sind molekulare Marker aus dem Plastiden- und Mitochondriengenom zu einem Markerset zusammengefasst worden, um den kontinentalen Ursprung von Quercus-Arten aus den USA, Europa und Asien differenzieren zu k\u00f6nnen. Dieses Markerset ist umfangreich validiert und f\u00fcr die Anwendung auf Holzproben optimiert worden. Anhand einer MassArray Analyse mit einer gro\u00dfen Anzahl an Kern-Markern konnte eine weitere Auftrennung der Arten \u00fcber H\u00e4ufigkeitsverteilungen und Berechnung von Zuordnungs-Wahrscheinlichkeiten erreicht werden. Au\u00dferdem ist innerhalb von Europa eine Herkunftsbestimmung mittels eines Markersets aus einer Kombination von etablierten und neu entwickelten Markern m\u00f6glich. Die Marker wurden mit Hilfe von leicht umzusetzenden und damit \u00fcberall anwendbaren Methoden in die Praxis \u00fcberf\u00fchrt und sind ebenfalls bereits f\u00fcr die Nutzung bei Holz und Holzprodukten optimiert. Populationen der mongolischen Eiche (Q. mongolica) lassen sich mit einem Set aus f\u00fcnf plas-tid\u00e4ren und mitochondrialen Genmarkern gro\u00dfr\u00e4umig (westliche, s\u00fcdliche und n\u00f6rdlich gelegene Populationen) unterscheiden. Die Variation innerhalb der mongolischen Eiche aus den Stichprobengebieten im Fernen Russland und Chinas ist deutlich geringer als in den europ\u00e4ischen oder amerikanischen Arten sowohl in den haploiden Genome (Chloroplasten und Mitochondrien) als auch im diploiden Kerngenom. Auf der Konzessionsebene k\u00f6nnen mit diesem Markerset Individuen den jeweiligen Populationen mit hoher Wahrscheinlichkeit zugeordnet werden. Die Kernvariationen aus den Q. petraea Pool-Daten werden zurzeit noch validiert, um Marker f\u00fcr die Differenzierung der europ\u00e4ischen Arten zu erhalten. Ein umfangreicher Flyer zur Information von potentiellen Kunden wird derzeit im Rahmen des Holz-Kompetenzzentrums erstellt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Besuche von Medienvertretern zur Herstellung von Fernsehbeitr\u00e4gen
\nApril 2015 ZDF zoom: Ikea, H\u00f6ffner und Co. Woher kommen unsere Billigm\u00f6bel?
\nDezember 2016 NDR, Schleswig-Holstein Magazin: Forscher arbeiten an weltgr\u00f6\u00dfter Baumdatenbank
\nM\u00e4rz 2017 Deutsche Welle: Germany\u0092s wood detectives<\/p>\n
Besuchte Veranstaltungen mit Posterbeitr\u00e4gen oder Vortr\u00e4gen zu dem Thema und zu den Arbeiten des Projekts
\n30.11. bis 02.12.2014: Treffen Global Timber Tracking Network Rom, Italien: Application of DNA fingerprints to control tree species and geographic origin of timber (Bernd Degen)
\n04.12.2014: Meeting of The British Timber Trade Federation London, UK: Application of DNA fingerprints to control tree species and geographic origin of timber (Bernd Degen)
\n10.12. bis 11.12.2014: Conference of The International Consortium on Combating Wildlife Crime (IC-CWC) Wien, Austria: Application of DNA fingerprints to control tree species and geographic origin of timber (Bernd Degen)
\n12.06.2015: Jahrestagung Gesamtverband Deutscher Holzhandel (GD-Holz) D\u00fcsseldorf: Genetische Holzarten- und Herkunftsbestimmung (Bernd Degen)
\n09.05. bis 11.05.2016: 4th Plant Genomics Congress London, UK: NGS-based development of molecular markers for determining continental origin of white oaks (Hilke Schroeder)
\n15.06. bis 16.06.2016: Tagung der Sektion Forstgenetik Chorin: Anwenderfreundliche DNA-Marker zur Herkunftsidentifizierung von Eichenholz (Hilke Schroeder)
\n21.06.2016: Deutsch-Chinesischer Workshop zur Holzforschung Hamburg: Application of DNA fingerprints to control tree species and geographic origin of timber (Bernd Degen)
\n15.12.2016: Plant genetics colloquium and forest genetics seminar Universit\u00e4t G\u00f6ttingen: GeoAssign: A new genetic approach to assign individuals to species and populations (Bernd Degen)
\n08.06.2017: CITES workshop Bergedorf: Application of DNA fingerprints to control tree species and geographic origin of timber (Hilke Schroeder)<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die im Projekt etablierten Markersets erlauben eine kontinentale Zuordnung von Wei\u00dfeichen, eine Artdifferenzierung (f\u00fcr einige Arten), eine erweiterte Herkunftsbestimmung innerhalb Europas und \u0096 f\u00fcr die mongolische Eiche – sowohl eine gro\u00dfr\u00e4umige Unterscheidung von Populationen als auch eine kleinr\u00e4umige Zuordnung auf der Konzessionsebene. Alle entwickelten Markersets sind in umfangreichen MassArray Analysen validiert worden. Au\u00dferdem sind die Optimierung der Marker f\u00fcr Holz abgeschlossen und die Markersets in der Praxis bereits etabliert. Die im Projekt gestellten Aufgaben konnten damit sehr erfolgreich fertig gestellt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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